CS232287B1 - Method of utilizing of heat from synthesis of silicon carbide for processing of boron carbide - Google Patents
Method of utilizing of heat from synthesis of silicon carbide for processing of boron carbide Download PDFInfo
- Publication number
- CS232287B1 CS232287B1 CS835429A CS542983A CS232287B1 CS 232287 B1 CS232287 B1 CS 232287B1 CS 835429 A CS835429 A CS 835429A CS 542983 A CS542983 A CS 542983A CS 232287 B1 CS232287 B1 CS 232287B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- mixture
- carbon
- silicon carbide
- core
- graphite
- Prior art date
Links
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 9
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 8
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910000497 Amalgam Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910011255 B2O3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012932 thermodynamic analysis Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Vynález spočívá v tom, že při výrobě karbidu křemíku podle Achesonova postupu se nejdříve vytvoří grafitové topné jádro, které se obalí žavážkou směsi kysličníku křemičitého a uhlíku ve steehiometrickém poměru pro vznik karbidu křemíku a ve vzdálehosti od jádra, kde se podle rozměru pece dosahují maximální teploty 2 200. C se vytvoří systém stěnových zábran rovnoběžných s grafitovým jádrem, nejlépe z grafitových desek a tento prostor se zaplní žavážkou směsi kysličníku boritého a uhlíku ve steehiometrickém poměru pro vznik karbidu boru stejné zrnitosti jako má směs kysličníku křemíku a uhlíku. V prostoru pece s teplotou nižší než 1 500 °C se může vytvořit další systém zábran, který oddělí prostor zaplněný směsí kysličníku boritého a uhlíku od ochranného tepelně izolačního zásypu.The invention is based on the fact that in manufacturing silicon carbide according to the Acheson process the graphite heating core is first created, which is wrapped with a mixture of an oxide mixture silica and carbon in steehiometric the ratio of silicon carbide to ve formation distance from the core, where according to the dimension Furnaces reach maximum temperatures of 2 200. C a system of parallel wall barriers is created with a graphite core, best of graphite boards and this space is fills the mixture of boron oxide and carbon in steehiometric ratio for boron carbide formation of the same grain size as it has a mixture of silicon oxide and carbon. In the furnace area with a temperature below 1500 ° C can create another system barriers that separate the space filled a mixture of boron oxide and carbon from thermal insulation backfill.
Description
Karbit boru B^C ae připravuje principiálně stejným způsobem jako karbit křemíku SIC, tj· karboretnickou redukci oxidu boritého. Průmyslově podmínky jeou mírně diferencovány podle typu provozního zařízeni, hlavně pece a modifikují ae podle parametrů vstupních surovin, zejména zrnitosti, vlhkostí a obsahu nečistot. Z termodynamického rozboru a porovnání reakcíBoron carbide B ^ C ae prepares in principle the same way as silicon carbide SIC, ie carboretine reduction of boron oxide. Industrial conditions are slightly differentiated according to the type of process equipment, mainly furnaces, and they are modified according to the parameters of input raw materials, especially grain size, moisture and impurity content. From thermodynamic analysis and comparison of reactions
Si02 + 3 C = SiC + 2 CO 2 B203 + 7 C - B4C + 6 CO /1/ /2/ a závislosti paroiálniho tlaku oxidu uhelnatého na teplotě /viz např. obr. 1/ vyplývá, že karbit boru B^C vzniká při nižší teplotě neě karbit křemíku SiC. Tohoto faktu je vynutíte podle vynálezu, který ee týká přípravy B^C využitím průmyslového zařízení a současně tepla vznikajícího při výrobě SIC.Si0 2 + 3 C = SiC + 2 CO 2 B 2 0 3 + 7 C - B 4 C + 6 CO (1 / / 2) and dependence of the paroial pressure of carbon monoxide on temperature (see eg Fig. 1) shows that Boron carbide B ^ C is formed at a lower temperature than SiC. This fact is enforced according to the invention, which relates to the preparation of B ^ C using industrial equipment and at the same time the heat generated in the production of SIC.
Při výrobě SiC je Achesonova pec vyhřívána průchodem elektrického proudu grafitovým topným odporovým jádrem a kolem jádra je vytvořena zavéika směsi oxidu křemičitého a uhlíku ve vyzkoušeném a ověřeném hmotnostním poměru. V zóně kolem topného jádra je pracovní teplota příliš vysoké, dochází zde k rozkladu SiC a naopak, ve vzdálenější oblasti od topného jádra, kde teplota nedosahuje potřebná výše pro průběh chemické reakce, zůstává složeni reakční směsi /tj. zavážky/ prakticky stejné a slouží především jako tepelně izolační séayp.In SiC production, the Acheson furnace is heated by passing electrical current through a graphite heating resistive core, and a silica-carbon mixture is formed around the core in a tested and verified weight ratio. In the zone around the heating core, the working temperature is too high, SiC decomposes, and vice versa, in the distant region from the heating core, where the temperature does not reach the level required for the chemical reaction, the composition of the reaction mixture remains. landfills / practically the same and serves primarily as a thermal insulation séayp.
Produkt z této zóny je využíván jako vratná surovina pro příští syntézu. Předmět vynálezu se týká využiti tepla z oblasti mezi zonou SiC a zonou Izolačního zásypu k k uskutečněni syntézy karbidu boru. Způsob využiti tepla ze syntézy karbidu křemíku k k výrobě karbidu boru podlá vynálezu spočívá v tom, Že při výrobě karbidu křemíku podle Achesonova postupu sa nejdříve vytvoří grafitové topné jádro, která ae obalí savéžkou směsi kysličníku křemičitého a uhlíku ve stechiometrickém poměru pro vznik karbidu křemíku a ve vzdálenosti od jádra, kde ae podle rozměru pece dosahuje maximálně teploty 2 200 °C se vytvoří eystám stěnových zábran rovnoběžných a grafitovým jádrem, nejlépe a grafitových desek a tento prostor se zaplní savéžkou směsi kysličníku boritého a uhlíku ve stechiometrickém poměru pro viník karbidu boru stejné zrnitosti jako mé aměz kysličníku křemíku a uhlíku.The product from this zone is used as the return material for the next synthesis. The present invention relates to the use of heat from the region between the SiC zone and the Insulation Backfill zone to effect the synthesis of boron carbide. The method of utilizing the heat from the synthesis of silicon carbide for the production of boron carbide according to the invention consists in that in the production of silicon carbide according to the Acheson process, a graphite heater is first formed which envelops the bead of silica and carbon in stoichiometric ratio for silicon carbide formation and distances from the core, where the temperature of the furnace reaches a maximum temperature of 2 200 ° C, the wall barriers are parallel to the graphite core, preferably the graphite plates, and this space is filled with a bead of boric oxide / carbon in stoichiometric ratio as my silicon oxide and carbon amalgam.
V proaetoru pece a teplotou nižší než 1 500 °C ee může vytvořit dalěí systém zábran, který oddělí prostor saplniný emisí kysličníku boritého e uhlíku od ochranného tepelně isolmčního zásypu. Výhoda tohoto spůaobu výroby se projeví především v úspoře tepelné energie, které by se jinak neužitečně akumulovala v iaolačním obalu. Další výhodou je možnost využití stávajícího zařízení k výrobě produktu, který je cenově efektivnější než samotný karbid křemíku, což celou výrobu jak karbidu křemíku, tak i karbidu boru podstatně zlevňuje.In the furnace furnace and at a temperature of less than 1500 ° C ee, it may form an additional barrier system that separates the space filled by the emission of boron oxide e carbon from the protective thermal insulating backfill. The advantage of this method of production will be manifested in particular in the saving of thermal energy, which would otherwise be uselessly accumulated in the insulation package. Another advantage is the possibility of using existing equipment to produce a product that is more cost effective than silicon carbide alone, which substantially reduces the cost of producing both silicon carbide and boron carbide.
Na připojeném obrázku 1 je zobrazen graf závislosti parciálního tlaku oxidu uhelnatého na teplotě a na obrázku 2 ja zobrazen schematický nákres konkrétního uspořádání eyntáV·1 is a graph of the carbon monoxide partial pressure versus temperature, and FIG. 2 is a schematic diagram of a particular arrangement of the carbon monoxide.
PřikladExample
Schematický nákres konkrétního uspořádáni syntézy je na obr. 2. Při stavbě pece 1 na výrobu SiC podlá Achesonova spůaobu postupujeme tak, ia pomocí stěnových zábran ve funkci rozebíratelná formy ee nejprve připraví grafitové topné jádro £, která as z vnějších stran zasype směsí (SiO2 * 3 C) £· Zébrany-formy, nejlépe plechová, se potom opatrně vytáhnou a dokončí aa savéžka horní části pece.A schematic drawing of the synthesis of the particular arrangement shown in FIG. 2. In the construction of the furnace 1 for producing a SiC according Acheson spůaobu proceed as follows ia using wall barriers function in detachable form ee initially prepared graphite heater core £ that of the outer sides and filled with a mixture (SiO 2 The ribs-molds, preferably sheet metal, are then carefully removed and completed and the upper part of the furnace.
Podle navrhovaného spůaobu výroby B^C aa postupuje déle tak, že kromě plechových rozebíratelných forem na přípravu grafitového topného jádra aa rovnoběžně aa svislými stěnami těchto forem instaluje druhá řada stěn nebo zábran J podélně s delSí osou pece ve vzdálenosti, kde podle typu a rozměru pece lze předpokládat maximální teplotu 2 200 °Ó Do tohoto prostoru se umístí navážka směsi (ve stechiometrickám poměru BgO^ + 3,5 C) 5, se stejnou zrnitostí, jako má směs (SiO2 + 3 C) Pokud je třeba strikně oddělit prostor tvorby SiC od B^C, je možno odděleni prostoru docílit grafitovými deskami, která v peci zůstanou po celou dobu syntézy a při rozebírání pece po skončení reakce umožní dokonalejší oddělení obou produktů - SiC a B^C. Chybný odhad vzdálenosti předpokládaná zóny s teplotou max. 2 200 °C směrem k vyšším hodnotám má za následek snížení výtěžku B^C, neohrozí však vlastní syntézu SiC, ani její výtěžnost.According to the proposed method of production, B ^C aa takes longer to install, in addition to sheet metal demountable molds for preparing the graphite heating core aa parallel to and vertical walls of these molds, a second row of walls or barriers longitudinally with the longer axis of the furnace. a maximum temperature of 2 200 ° can be assumed Ó A weighed portion of the mixture (in stoichiometric ratio BgO ^ + 3.5 C) is placed in this space 5, with the same grain size as the mixture (SiO 2 + 3 C). SiC from B ^ C, space separation can be achieved by graphite plates that remain in the furnace throughout the synthesis and allow more complete separation of the SiC and B ^ C products when the furnace is disassembled at the end of the reaction. An incorrect estimation of the distance of the presumed zone with a maximum temperature of 2 200 ° C towards higher values results in a reduction of the B ^C yield but does not jeopardize the actual SiC synthesis or its yield.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS835429A CS232287B1 (en) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | Method of utilizing of heat from synthesis of silicon carbide for processing of boron carbide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS835429A CS232287B1 (en) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | Method of utilizing of heat from synthesis of silicon carbide for processing of boron carbide |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CS542983A1 CS542983A1 (en) | 1984-05-14 |
CS232287B1 true CS232287B1 (en) | 1985-01-16 |
Family
ID=5399185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS835429A CS232287B1 (en) | 1983-07-19 | 1983-07-19 | Method of utilizing of heat from synthesis of silicon carbide for processing of boron carbide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CS (1) | CS232287B1 (en) |
-
1983
- 1983-07-19 CS CS835429A patent/CS232287B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CS542983A1 (en) | 1984-05-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ringdalen et al. | Softening and melting of SiO2, an important parameter for reactions with quartz in Si production | |
FI67569B (en) | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV EN MELLANPRODUKT FOER PRODUKTION AV KISEL OCH / ELLER KISELKARBID | |
CN109626369A (en) | A kind of application of graphitizing furnace about roasting technique | |
JP5383688B2 (en) | Method and apparatus for producing silicon | |
CS232287B1 (en) | Method of utilizing of heat from synthesis of silicon carbide for processing of boron carbide | |
US3065088A (en) | Oxidation-resistant graphite article and method | |
Gupta et al. | An analysis of heat distribution in the production of SiC process | |
SE461647B (en) | PROCEDURES FOR PREPARING SILICONE | |
US1624386A (en) | Process of making a metallic reenforced refractory article | |
US6375918B1 (en) | Method and device for continuously burning powder carbon | |
US3429974A (en) | High temperature tunnel kiln for production of crystalline refractory and abrasive materials | |
CS219324B2 (en) | Roasting place with direct electric resistance heating | |
CN209783283U (en) | Circulation kiln for producing synthetic mica | |
Derevyanko et al. | Researching of thermophysical processes in Acheson furnace for the production of silicon carbide | |
GB1483122A (en) | Electrical resistance furnaces | |
CA1105973A (en) | U-shaped silicon carbide furnace | |
US925902A (en) | Electric kiln. | |
CN101747043B (en) | Method for manufacturing cold end part of silicon carbide rod by cubic silicon carbide | |
KR20130015707A (en) | Ceramic welding composition | |
CN101844924B (en) | Method for synthesizing Al-Si-C alloy | |
SU894301A2 (en) | Furnace for graphitizing coal-graphite materials and articles | |
SU817011A1 (en) | Concrete mix for making heat-insulating articles | |
SU1183298A1 (en) | Gasostat electric furnace | |
JP2534878B2 (en) | Method for firing carbonized carbon molded product | |
JP2019061946A (en) | Heating element, heating device and method of manufacturing silicon carbide |